Nature子刊 | 肠道微生物群介导间歇性禁食减轻糖尿病引起的认知障碍

2020-04-15 22:38:09, Jione、song 麦特绘谱生物科技(上海)有限公司

西北农林科技大学食品科学与工程学院刘学波、刘志刚等人于2019年2月18日在国际知名期刊Nature communications发表题目为《Gut microbiota mediates intermittent-fasting alleviation of diabetes-induced cognitive impairment》的论文，该研究提供了一种微生物群-代谢物-脑轴机制，提供了针对代谢相关认知病理生理学治理策略的可实践性证明。



文章摘要

研究背景：认知能力下降是2型糖尿病（T2D）的并发症之一。间歇性禁食（IF）是缓解T2D症状的有希望的饮食干预措施，但其对糖尿病引起的认知功能障碍的保护作用仍然难以捉摸。
方法：本文对患有糖尿病小鼠进行治疗，进而评估微生物群-代谢物-脑轴的作用，并进行综合评估建模，以探究微生物群和代谢产物之间的关系。
结果：本研究发现了一个28天的糖尿病小鼠的治疗方案可通过微生物-代谢物-脑轴改善行为障碍：IF可增强海马线粒体的生物发生和能量代谢基因的表达，重新构造肠道微生物群，并改善与认知功能相关的微生物代谢产物。此外，在IF受影响的基因，微生物群和代谢产物之间观察到了紧密的联系。用抗生素去除肠道菌群部分地消除了IF的神经保护作用。3-吲哚丙酸，5-羟色胺，短链脂肪酸或牛磺去氧胆酸的给药在改善认知功能方面显示出与IF相似的效果。 
结论：研究发现微生物群-代谢物-脑轴是一种机制，可以使针对代谢相关的认知病理生理学的治疗策略成为可能。

文中重要图片说明


图1 | 间歇性禁食可减轻db/db小鼠的胰岛素抵抗和认知障碍


图2 | 间歇性禁食改善了db/db小鼠的突触超微结构，改变了IRS/Akt和CREB/ERK信号通路


图3 | 间歇性禁食改善了海马的能量代谢和线粒体生物生成


图4 | 间歇禁食db/db小鼠肠道微生物组和血浆代谢组分析


图5 | 多组学综合建模的策略与模型性能


图6 | 抗生素和微生物代谢物对经if处理的db/db小鼠认知功能的影响





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